Paul Adrien Maurice Dirac (IPA: [dɪˈræk], ur. 8 sierpnia 1902 w Bristolu, zm. 20 października 1984 w Tallahassee) – brytyjski fizyk teoretyk, noblista; w co najmniej dwóch rankingach fizyków znalazł się w pierwszej dziesiątce wszech czasów, a w jednym z nich zajął piąte miejsce Newton tops PhysicsWeb poll, physicsworld.com, 29 listopada 1999 [dostęp 2021-10-11]..
Dirac zajmował się m.in. fizyką cząstek elementarnych; współtworzył mechanikę kwantową jako autor równania nazwanego jego nazwiskiem. Łączy ono równanie Schrödingera ze szczególną teorią względności, jednak w inny sposób niż równanie Kleina-Gordona, pozwalając na poprawny opis elektronu i innych cząstek o spinie połówkowym, zwanych fermionami i opisanych rozkładem nazwanym m.in. od brytyjskiego teoretyka. Sformułowanie równania Diraca w 1928 pozwoliło dodatkowo: wyklarować pochodzenie spinu – jako że nie jest tam elementem arbitralnym, jak w równaniu Pauliego, przewidzieć antymaterię, a konkretniej pozyton zaobserwowany potem przez Andersona w 1932.
Dirac to również jeden z pionierów kwantowej teorii pola, a konkretniej elektrodynamiki kwantowej sformułowanej potem w pełni przez Schwingera, Feynmana, Tomonagę i Dysona. Do fizyki kwantowej Dirac wprowadził też m.in.: formalizm braketowy, będący podstawą ścisłego opisu mechaniki kwantowej przez przestrzenie Hilberta; obraz oddziaływania, łączący cechy opisu macierzowego Heisenberga i falowego Schrödingera, komplementarny do nich; model kwantowej próżni; macierze gamma; uogólnioną funkcję analogiczną do delty Kroneckera, sformalizowaną potem w ramach teorii dystrybucji.
Laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki został w roku 1933, razem ze Schrödingerem, za wkład w rozwój fizyki kwantowej. Diraca upamiętniono również nazwą zredukowanej stałej Plancka, pewnego typu miary probabilistycznej, co najmniej trzech nagród naukowych oraz planetoidy.
Życiorys Studiował w St John’s College na Uniwersytecie Cambridge. Od 1932 roku profesor Uniwersytetu w Cambridge, a od 1953 roku Uniwersytetu w Oksfordzie. Od 1930 członek Towarzystwa Królewskiego w Londynie Royal Society.
W latach 1932–1969 zajmował , wcześniej objętą m.in. przez Newtona.
W 1933 roku został uhonorowany wraz z Erwinem Schrödingerem Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie nowych, płodnych aspektów teorii atomów i ich zastosowanie.
Paul Dirac zmarł w wieku 82 lat w stolicy stanu Floryda, Tallahassee.
Dla uczczenia pamięci P.A.M. Diraca od 1985 corocznie w jubileusz jego urodzin Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics w Trieście przyznaje medal Diraca.
Wkład w rozwój fizyki Najważniejszym wkładem Paula A. M. Diraca w rozwój mechaniki kwantowej jest odkryte przez niego w 1928 roku równanie falowe opisujące elektron w sposób relatywistycznie niezmienniczy. Dzisiaj znane jest ono jako równanie Diraca. Równanie to pozwoliło mu na przewidzenie istnienia pozytonu – antycząstki elektronu, które zostało potwierdzone w 1932 roku przez Carla Andersona. Równanie Diraca pozwoliło także na wyjaśnienie pochodzenia spinu elektronu.
W 1926 roku opracował niezależnie od Enrica Fermiego statystykę (fermionów) cząstek o spinie 1/2 (tzw. Statystyka Fermiego-Diraca).
W 1930 została wydana jego najbardziej znana książka The Principles of Quantum Mechanics (Podstawy mechaniki kwantowej). Zawierała ona pierwszy systematyczny wykład teorii operatorów liniowych jako uogólnienia formalizmów wprowadzonych przez Erwina Schrödingera i Wernera Heisenberga. W książce tej Dirac wprowadził także zapis wektorów ket i bra, stosowany dzisiaj powszechnie w fizyce.
Wysunął on hipotezę, że pusta przestrzeń stanowi ocean nieskończenie wielu cząstek. „Krople” tego oceanu wyskakujące ponad powierzchnię to cząstki fizyczne, natomiast „bąbelki” próżni pod powierzchnią to antycząstki. Z tego powodu uznaje się go za odkrywcę antymaterii. Hipoteza ta okazała się nieprawdziwa, gdyż nie przewidywała istnienia cząstek niepodlegających zakazowi Pauliego.
Poglądy religijne Dirac powiedział kiedyś: „Bóg użył pięknej matematyki do stworzenia świata.” Heisenberg wspominał przyjacielską rozmowę wśród młodych uczestników w 1927 Konferencji Solvaya na temat Einsteina i Plancka poglądów na religię. Wzięli w niej udział Wolfgang Pauli, Dirac i Heisenberg. Wkładem Diraca była krytyka politycznej manipulacji dokonywanej przez zorganizowane religie. Bohr docenił jej przejrzystość, gdy Heisenberg mu później o niej opowiedział. Między innymi Dirac powiedział:
Heisenberg miał tolerancyjny punkt widzenia. Natomiast Pauli, który wychowany był jako katolik, ale szybko rozstał się z Kościołem, nie zabierał głosu poza kilkoma uwagami, ale w końcu, kiedy zapytano go o opinię, odpowiedział półżartem: „Cóż, jak widać nasz przyjaciel Dirac ma swoją religię, a jej pierwsze przykazanie brzmi 'Bóg nie istnieje, a Paul Dirac jest Jego prorokiem'.” Wtedy wszyscy się roześmiali, łącznie z Dirakiem[Werner Heisenberg, Physics and Beyond: spotkania i rozmowy].
Od 1961 był członkiem Papieskiej Akademii Nauk.
Zobacz też
Fermion Diraca Gabriel Andrew Dirac Dirac (falkowy kodek obrazu)
Przypisy
Bibliografia
Literatura dodatkowa 2016: Graham Farmelo, Przedziwny człowiek. Sekretne życie Paula Diraca, geniusza mechaniki kwantowej, tłum. Tomasz Lanczewski, Copernicus Center Press, . 2020: nowe wydanie, CC Press, .
Linki zewnętrzne
Paul A.M. Dirac, Biografia [dostęp 2021-10-27]. [dostęp 2021-10-31].
Kategoria:Brytyjscy fizycy XX wieku Kategoria:Brytyjscy teoretycy cząstek Kategoria:Brytyjscy elektrodynamicy Kategoria:Elektrodynamicy kwantowi Kategoria:Pionierzy mechaniki kwantowej Kategoria:Autorzy podręczników fizyki kwantowej Kategoria:Brytyjscy nobliści – fizyka Kategoria:Brytyjscy fizycy upamiętnieni nazwami nagród Kategoria:Ludzie upamiętnieni nazwami stałych fizycznych Kategoria:Ludzie upamiętnieni nazwami cząstek Kategoria:Ludzie upamiętnieni nazwami równań fizycznych Kategoria:Ludzie upamiętnieni nazwami funkcji matematycznych Kategoria:Ludzie upamiętnieni nazwami macierzy Kategoria:Członkowie Papieskiej Akademii Nauk Kategoria:Laureaci Medalu Copleya Kategoria:Laureaci Royal Medal Kategoria:Laureaci Medalu Maxa Plancka Kategoria:Urodzeni w 1902 Kategoria:Ludzie urodzeni w Bristolu Kategoria:Absolwenci St John’s College (Cambridge) Kategoria:Zmarli w 1984 Kategoria:Fizycy atomowo-molekularni